Значения модуля деформации грунта основания

Грунт	Содержание (по весу) зерен, крупнее	Модуль деформации Е в кгс/см 2 при расположении низа подстилающего слоя
выше зоны опасного капиллярного поднятия грунтовых вод	в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод
отапливаемые здания	неотапливаемые здания	отапливаемые здания	неотапливаемые здания
Песок крупный и гравелистый	0,5 мм, более 50%
Песок средней крупности	0,25 мм, более 50%
Песок мелкий	0,1 мм, более 75%
Супесь	0,05 мм, более 50%
Песок пылеватый	0,1 мм, менее 75%				-
Суглинок, глина	0,05 мм, более 40%				-
Супесь, суглинок и глина пылеватые	0,05 мм, более 40%				-

7. Необходимую прочность пола, характеризуемую требуемым модулем деформации Е _тр в кгс/см ²,определяют:

а) для нагрузок от безрельсовых транспортных средств по формуле

(4)

где δ - допускаемая относительная деформация покрытия, принимаемая по табл. 4;

К ₃ = 0,5 + 0,65lg N _p - коэффициент, учитывающий повторность воздействий нагрузок при движении транспортных средств;

N_p - расчетная интенсивность движения;

μ = 1,2 - коэффициент запаса на неоднородность условий работы пола.

Значение Е _тр можно также определить по рис. 1. Для этого из точки на оси п,соответствующей расчетной интенсивности движения N_p условных автомобилей с расчетной нагрузкой Н-13, проводят перпендикуляр к оси п до пересечения с наклонной линией Н-13. Полученную точку пересечения переносят параллельно оси п на ординату со значением δ, допускаемой для данного типа покрытия (см. табл. 4), затем по наклонной линии, проходящей через полученную точку, на ординате определяют требуемый модуль деформации Е _тр;

б) для неподвижных нагрузок по формуле

(5)

где р - удельное давление на пол в кгс/см ²;

δ - принимают по табл. 4;

μ = 1,2.

Расчет прочности пола

8. При расчете прочности пола составляют расчетную схему конструкций пола в соответствии с рис. 2 и принимают материал каждого его слоя. На схеме указывают расчетные модули деформации Е материала каждого слоя пола и грунта основания, а также толщину h каждого слоя пола, за исключением нижнего слоя, устраиваемого непосредственно на грунте, толщина которого определяется расчетом.

Рис. 2. Расчетные схемы полов с нежестким подстилающим слоем

а - покрытие на грунте основания; б - покрытие на однослойном подстилающем слое; в - покрытие на двухслойном подстилающем слое или однослойном подстилающем слое по искусственному основанию; г - покрытие на двухслойном подстилающем слое по искусственному основанию; 1 - грунт основания; 2 - слой пола; 3 - нагрузка на пол

Модули деформации материала отдельных слоев пола принимают по табл. 4 настоящих Рекомендаций, а грунта основания - по табл. 5 настоящих Рекомендаций. Толщину покрытий асфальтобетонных, булыжных и из брусчатки назначают по приложению 1 к главе СНиП II-В.8-71; толщину покрытий других типов устанавливают по табл. 1 главы СНиП II-В.8-71, а толщину других слоев пола назначают по конструктивным соображениям, но не менее указанных в приложении 2 к главе СНиП II-В.8-71. Толщину прослоек и мастик, а также гидроизоляционных слоев от сточных вод и других жидкостей включают в толщину покрытия. Толщину прослоек, расположенных на подстилающем слое, не учитывают.

Материалы для подстилающего слоя следует выбирать так, чтобы расчетный модуль деформации материала каждого вышележащего слоя превышал в 1,5-3,5 раза расчетный модуль деформации материала нижележащего слоя пола или грунта основания.

9. Расчет прочности пола производят следующим образом. По значению D и E^э_n = E _тр, а также Е_п и h_n для n -го верхнего слоя (рис. 2) вычисляют отношения и по рис. 3 определяют эквивалентный модуль деформации Е^э_n-1 всех слоев пола и основания, расположенных ниже верхнего слоя. Для этого из точки на оси , соответствующей значению , проводят перпендикуляр до пересечения с кривой со значением, равным . Полученная точка пересечения переносится параллельно оси влево на ось . Полученное значение на этой оси соответствует отношению , откуда определяют Е^э_n-1 = К^э_n Е_п.

Зная Е^э_{n- 1}; Е_{n- 1}; h_{n- 1}; D, аналогичным путем определяют Е^э_{n- 2}и т.д., пока не определят эквивалентный модуль деформации E^э ₀₊₁на поверхности первого снизу слоя пола. По значениям E^э ₀₊₁; E ₀₊₁; Е ₀ вычисляют отношения здесь Е ₀- модуль деформации грунта основания, принимаемый по табл. 5, a E ₀₊₁ - модуль деформации нижнего слоя пола. Точку на оси , соответствующую значению переносят параллельно оси на кривую со значением . Из полученной точки на этой кривой опускают перпендикуляр на ось . Значение на этой оси соответствует отношению , откуда h ₀₊₁ = a ₁ D.

Если толщина подстилающего слоя получается меньше величин, приведенных в приложении 2 к главе СНиП II-В.8-71, или если E^э ₀₊₁больше, чем E ₀₊₁ толщина подстилающего слоя принимается согласно указаниям приложения 2 к главе СНиП II-В.8-71.

10. Полученная по расчету толщина подстилающего слоя может быть уменьшена путем повышения прочности основания, например путем устройства искусственного основания (песчаного и др.) или путем понижения уровня грунтовых вод и др.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ПОЛА С НЕЖЕСТКИМ ПОДСТИЛАЮЩИМ СЛОЕМ

Пример 1.

Требуется определить толщину нежесткого подстилающего слоя в неотапливаемом складе. По полу склада при ширине проезда 3,5 м за сутки проходит следующее количество транспортных средств:

электрокары ЭК-2 (двухосные) - 30 машин;

автопогрузчики 4000 (двухосные) - 20 машин;

автомобили ЗИЛ-585 (двухосные) - 20 автомобилей;

автомобили ЯАЗ-210 (трехосные) - 5 автомобилей.

Покрытие пола из асфальтобетона толщиной 4 см.

Подстилающий слой из щебня прочностью при сжатии 900 кгс / см ².

Грунт основания супесчаный.

Горизонт грунтовых вод находится на глубине 0,4-0,5 м.

Расчет. При покрытии из асфальтобетона δ = 0,035 (табл. 4). По формуле (2) приведем количество трехосных автомобилей ЯАЗ-210 к двухосным:

N_i = 1,8·5 = 9 автомобилей.

По рис. 1 определим эквивалентное, по воздействию на пол, количество условных автомобилей с расчетной нагрузкой Н-13:

30 электрокаров ЭК-2 соответствуют 11 условным автомобилям;

20 автопогрузчиков 4000 соответствуют 30 условным автомобилям;

20 автомобилей ЗИЛ-585 соответствуют 5 условным автомобилям;

9 автомобилей ЯАЗ-210 (в двухосном исчислении) соответствуют 13 условным автомобилям. Всего Σ N_iн = 59 условным автомобилям с расчетной нагрузкой Н-13.

Расчетную интенсивность движения N _p при ширине проезда 3,5 м (одна полоса движения) и γ = 2 (табл. 3) определим по формуле (3); N_p = γ Σ N_iн =2·59=118 условных автомобилей в сутки.

По рис. 1 или по формуле (4), по значениям N _p = 118 и δ = 0,035 определяем требуемый модуль деформации пола Е _тр=495 кгс/см ².

Грунт основания находится в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод (см. п. 6 приложения 3 к главе СНиП II-В.8-71). При этом по табл. 5 настоящих Рекомендаций расчетный модуль деформации грунта основания E ₀ = 120 кгс/см ².

Принимаем расчетную схему б по рис. 2. Расчетный модуль деформации (табл. 4) асфальтобетонного покрытия E ₂ = 2400 кгс/см ², щебеночного подстилающего слоя E ₁ = = 1300 кгс/см ²;толщина покрытия h ₂=4 см; Е^э ₂= Е _тp = 495 кгс/см ².

Для условного автомобиля диаметр приведенного круга следа колеса D = 34 см (табл. 1).

Для определения Е^э ₁сначала вычислим значения отношений

По рис. 3 определяем откуда Е^э ₁ =0,184·2400=442 кгс / см ². Определим h ₁, для чего сначала вычислим отношения по которым, пользуясь рис. 3, определяем откуда h ₁ = 0,97·34 = 33 см.

Согласно п. 10 полученная толщина h ₁ подстилающего слоя может быть уменьшена, например, путем понижения уровня грунтовых вод ниже их опасного капиллярного поднятия. В этом случае Е ₀ = 220 кгс/см ²(табл. 5).

Определяем вновь:

откуда h ₁ = 0,55·34 = 18,7 см.

Уменьшение толщины подстилающего слоя может быть также достигнуто устройством искусственного основания, например из крупного песка, уложенного на грунте основания. Для этого случая принимаем расчетную схему в по рис. 2.

Задаемся толщиной щебеночного подстилающего слоя, равной 15 см. Расчетные модули деформации: покрытия Е ₃ = 2400 кгс/см ²;подстилающего слоя Е ₂ =1300 кгс/см ²;искусственного основания Е ₁ = 350 кгс/см ²;грунта основания Е ₀=120 кгс/см ².

Толщина асфальтобетонного покрытия h ₃ = 4 см.

Толщина подстилающего слоя из щебня h ₂ = 15 см.

Е^э ₃= Е _тp = 495 кгс/см ²; D = 34 см; Е^э ₂ = 0,184·2400 = 442 кгс/см ².

Определим Е^э ₁, для чего сначала вычислим отношения

По рис. 3 определяем откуда Е^э ₁= 0,203·1300 = 264 кгс/см ².

Определим h ₁ для чего сначала вычислим отношения

По рис. 3 определим откуда h ₁= 1,28·34 = 43,5 см.

Таким же путем определяется толщина искусственного основания, если задаться иными толщинами подстилающего слоя (например, 12 см, 18 см и т.д.). Из рассмотренных вариантов толщины подстилающего слоя наиболее целесообразный определяют по технико-экономическим соображениям.

Рис. 3. График для расчета пола с нежестким подстилающим слоем

Пример 2.

Требуется определить толщину нежесткого подстилающего слоя пола. Нагрузка Р = 10 т. Форма следа опирания на пол - прямоугольник размером 50×40 см, площадь F = 2000 см ². Удельное давление р = 5 кгс/см ².Помещение неотапливаемое.

Покрытие пола из торцовой шашки толщиной 8 см. Подстилающий слой гравийный, с содержанием зерен крупнее 2 мм 75%. Грунт основания - пылеватый суглинок. Грунтовые воды находятся на глубине 3 м.

Расчет. Определим расчетные параметры по формуле (1): При покрытии пола из торцовой шашки δ = 0,04 (табл. 4).

Примем расчетную схему б по рис. 2.

Расчетные модули деформации: покрытия Е ₂ = 1200 кгс/см ²(табл. 4); подстилающего слоя Е ₁ =700 кгс/см ²(табл. 4); грунта основания Е ₀ = 160 кгс/см ²(табл. 5).

Толщина покрытия h ₁ = 8 см.

По формуле (5) определяем требуемый модуль деформации пола

Эквивалентный модуль деформации пола Е^э ₂ = Е _тр = 236 кгс/см ².

Определим Е^э ₁,для чего сначала вычислим отношения

По рис. 3 определяем откуда Е^э ₁= 0,163·1200 = 196 кгс/см ².

Определим h ₁ для чего сначала вычислим отношения

По рис. 3 определим откуда h ₁ = 0,21·50 = 10,5 см. Принимаем толщину подстилающего слоя h ₁= 11 см.